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Instalações Elétricas Prediais 1
21/09/2018 UTFPR – Campus Curitiba – DAELT – Instalações Elétricas Prediais 1 1
Normas:
NBR CIE 8995; (antiga NBR5413), NBR 5461...
E demais citadas;
Catálogos de fabricantes:
Osram, Itaim, Phillips, Taschibra,Empalux...
Manual de iluminação do Procel (2011);
Livros texto (Creder, Cavalin, Mamede...)
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Nesta aula os seguintes assuntos serão abordados:
Características da radiação eletromagnética;
Grandezas envolvidas no cálculo luminotécnico;
Tipos de lâmpadas e luminárias mais utilizados;
Cálculo luminotécnico – Método dos lúmens e DIALUX!?!.
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Breve histórico
• Crescimento da produção industrial –
revolução industrial (1760-1830);
• Iluminação baseada em fogo, óleo de baleia,
tochas e gás;
• 1800 lâmpada a arco - Humphry Davy;
• 1879 lâmpada com filamento de algodão
carbonizado – Thomas Edison;
• Rendimento de 1,4 lm/W;
Introdução
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Luminotécnica
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Comprimentos de onda do espectro eletromagnético:Visível: 380 nm até 770 nm;
Abaixo 315 nm – luz UV causa dano ao olho! (Snowblind)
Introdução
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Luminotécnica
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• O nível de luminosidade interfere na avaliação das fontes de luz ;
• Não considerá-lo leva a erros no dimensionamento de projetos de iluminação nos quais a condição de iluminação não é fotópica;
Introdução
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Luminotécnica
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Pico ~555 nmPico ~480 nm
Acuidade visual!
• Baixa sensibilidade ao vermelho-infravermelho (760nm até 10µm);
• Aplicação do infravermelho: secar tintas, medicina, aquecimento de residências, bélicas...;
• Radiações UV (150-380nm): germicida (185 e 254 nm), identificação de marcas, desodorização de ambientes...
Introdução
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Luminotécnica
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• Cores:• Luz do sol (branca) desde 380 nm
até 770 nm;
• Reflexão de comprimentos de onda - COR!
• Branco x Preto;
• Cores quentes x frias.
Introdução
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Luminotécnica
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Cores Sensações associadas
Branco Frieza, higiene, neutralidade
Verde Calma, repouso, natureza
Azul Frieza
Cores frias Frescor, tristeza
Amarelo Atividade, nervosismo,
impacto
Vermelho Calor, excitação, estimulante
Cores quentes Alegria, ambientes acolhedores
Preto Inquietude, tensão
• Temperatura da cor:• Comparação entre comprimento de onda: lâmpada x corpo metálico
aquecido;
• Aquecimento de metal: desde vermelho até branco azulado...
• Como as cores, a temperatura dela também influencia nas sensações;
• Não está relacionado diretamente à eficiência luminosa.
Tipo Quente Neutra Fria Luz do diaTemperatura de
cor3000 K 4000 K 5000 K 6500 K
Efeitos e sensaçõesassociadas
Amigável Amigável Claro BrilhanteÍntimo Convidativo Limpo Excitante
Pessoal Intenso Eficiente Alerta
Introdução
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Luminotécnica
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• Temperatura da cor
Introdução
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Luminotécnica
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•Índice de Reprodução deCor é a escala (de 0 a100) utilizada para medira fidelidade de cor que ailuminação reproduz nosobjetos;
•Lâmpadas com IRCentre 80 a 100reproduzem maisfielmente as cores vistas,independente da suaTemperatura de Cor (K).
•
Introdução
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Luminotécnica
Grupo IRCTemperatura de
corAplicações
1 IRC ≥ 80
4100 K ou maiorIndústrias têxteis, gráficas ou detintas
3500 KGalerias de arte, museus,hospitais e joalherias
3000 K ou menorResidências, restaurantes, jóias(iluminação dirigida)
2 60 ≤ IRC < 80
4100 K ou maiorIndústrias leves, escritórios,escolas (climas quentes)
3500 kIndústrias leves, escritórios,escolas e magazines
3000 K ou menorIndústrias leves, escritórios,escolas (climas frios)
3 IRC < 70 Todas
Interiores onde a eficiência émais importante que areprodução de cores. Áreas detrabalho. Exemplo: vias detráfego, canteiros de obrasestacionamentos.
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Luminotécnica
Fluxo radiante (P)
O fluxo radiante é a potência total emitida pelo espectro de uma lâmpada
[Watts-W];
Q – Energia radiante [Joule - J];
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( )dQ
P tdt
P/m² (W/m²) Aplicação
P<10 Muito econômica
10<P<20 Econômica
P>20 Não econômica
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Luminotécnica
Fluxo luminoso ( )
O fluxo luminoso é a radiação visível total emitida por uma fonte luminosa, na
tensão nominal de funcionamento [lúmen - lm];
Como comparar lâmpadas?
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Luminotécnica
Intensidade luminosa (I)•É a intensidade da radiação visível medida em uma determinada direção(ângulo sólido dω). [candela - cd];
•Duas lâmpadas podem ter a mesma potência e energia irradiada masdiferentes intensidades luminosas!
Ângulo sólido
dI
d
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Curva de distribuição luminosa:• Representação da intensidade luminosa em um diagrama polar;• Valores referidos a 1000 lm;
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Iluminância ou Iluminamento (E)É a relação entre o fluxo luminoso incidente e a área em que ele incide.Também conhecido como aclaramento, nível de iluminamento ou nível deiluminação [lux - lx];Procedimento de medição com luxímetro ABNT8995; d
EdA
2
IE
d
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Exemplos
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Luminotécnica
EXEMPLOS DE ILUMINÂNCIA
• Dia ensolarado de verão em local aberto » 100.000 lux
• Dia encoberto de verão » 20.000 lux
• Dia escuro de inverno » 3.000 lux
• Boa iluminação de rua » 20 a 40 lux
• Noite de lua cheia » 0,25 lux
• Luz de estrelas » 0,01 lux.
• O lux pode ser considerado a unidade mais importante para um projeto de
iluminação artificial, pois é a partir do nível de iluminamento que o projeto
é definido;
• Nunca deixar iluminância menor que 200 lux em lugares com tarefas
contínuas!
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Luminotécnica
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Luminotécnica
Luminância (L)Define-se luminância como a razão entre a intensidade (I) luminosa incidente ea superfície aparente vista pelo olho em determinada direção [cd/m²];Sensação de claridade (contraste) – diferença entre letras escuras e fundobranco!
cos( )
IL
A
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Luminotécnica
Eficiência luminosa ou rendimento (η)• O rendimento de uma fonte luminosa é dada pela relação entre o fluxo
luminoso emitido (em lúmens) e a potência consumida (em watts). [lm/W]
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Rendimento
(Fonte: Empalux)
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Vida útil
(Fonte: Empalux)
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Resumo
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Tipos de lâmpada
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Halógenas
• Possuem filamento de tungstênio;
• Gases de preenchimento – Bromo/Iodo/Flúor;
• Temperatura de até 2800 °C;
• Não tocar diretamente no bulbo;
• IRC – 100 %;
• TC – 2700 K.
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Tipos de lâmpada
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Luminotécnica
• Tipos de lâmpadas halógenas:
Fonte: Foxlux
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Fluorescentes (Família - Lâmpadas de descarga)
• Baixa pressão interna;
• Gás de preenchimento – Argônio;
• Pequena quantidade de mercúrio;
• Ionização do gás – emissão de elétrons;
• Emissão UV – fluorescência do halofosfato de cálcio;
• IRC – 80 %;
• TC – 6500 – 2700 K.
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Tipos de lâmpada
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Luminotécnica
• Tipos de lâmpadas fluorescentes:
• Compactas integradas ou não;
• Tubulares – T5, T8, T10, T12...
• Potências desde 14 W até 110 W;
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LED (Light Emitting Diode)
• Depende de um driver;
• Mais econômica que as demais;
• Diversos formatos;
• IRC – 80 %;
• TC – 6500 – 2700 K.
Tipos de lâmpada
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Luminotécnica
Da geometria, área e altura do local;
Cores do teto, paredes e piso (refletâncias);
Lâmpada e luminária utilizada;
Tempo entre manutenções (limpeza);
Tipo de ambiente (complexidade da tarefa realizada);
Normas ABNT (NBR 8995) e ministério do trabalho (NR17).
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Método dos lúmens ou do fluxo luminoso
Mais comum, simples de utilizar e indicado para a
maioria das situações;
Método das cavidades zonais
Raramente utilizado;
Método do ponto por ponto
Aplicações específicas ou em programas
computacionais;
Método do W/m².UTFPR – Campus Curitiba – DAELT – Instalações Elétricas Prediais 1
Método do W/m²
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Medidas 12 x 17 m; Fabricação de peças mecânicas; Teto branco, paredes claras e chão escuro; Lâmpada vapor de mercúrio 400 W.
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ϕt – Fluxo luminoso total (lúmens);
Em – Iluminância média requerida (NBR 8995);
S – Área do recinto (m²);
Fu – Fator de utilização do recinto (eficiência
lâmpada/luminária/recinto);
Fd – Fator de depreciação (fluxo emitido quando nova/fluxo
emitido na hora da manutenção).
mt
u d
E S
F F
Da norma ou desta tabela!
Índice do recinto (para calcular fator de utilização):
K – índice do recinto;
L – Largura do recinto;
C – Comprimento do recinto;
h – Altura da fonte de luz sobre o plano de trabalho.
( )
LCK
h L C
Refletâncias:
Refletâncias:
Fator de utilização:
Fator de depreciação:
Fluxo da lâmpada:
Medidas 12 x 17 m; Fabricação de peças mecânicas; Teto branco, paredes claras e chão escuro; Luminárias com duas lâmpadas fluorescentes de 40W; Fluxo luminoso por lâmpada – 3000 lm.